Difference between revisions of "Matrix - Ultrasonic Ranger/zh"

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(连接NanoPC-T2)
 
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[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
 
[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
  
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
Matrix配件相关的代码是完全开源的,统一由一个仓库进行管理:https://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。<br>
* nanopi分支用于支持NanoPi;
+
* nanopi2分支用于支持NanoPi 2;
+
* tiny4412分支用于支持Tiny4412;
+
* raspberrypi分支用于支持RaspberryPi;
+
  
在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例
+
参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO]]
$ sudo apt-get install git
+
</syntaxhighlight>
+
  
克隆Matrix配件代码仓库
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi NEO
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录,里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
  
==与NanoPi 2连接使用==
+
===连接NanoPi M1===
===硬件连接===
+
参考下图连接模块:<br>
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi 2:<br>
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1]]
 +
 
 +
连接说明:
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M1
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
 +
|V    || Pin4
 +
|-
 +
|G    || Pin6
 +
|}
 +
 
 +
===连接NanoPi 2===
 +
参考下图连接模块:<br>
 
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2]]
 
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2]]
  
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi 2
 
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi 2
 
|-
 
|-
|S   || Pin7
+
|S   || Pin7
 
|-
 
|-
|V   || Pin4
+
|V   || Pin4
 
|-  
 
|-  
|G   || Pin6
+
|G   || Pin6
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
进入Matrix代码仓库,切换到nanopi2分支
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块:<br>
$ cd matrix
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2]]
$ git checkout nanopi2
+
</syntaxhighlight>
+
  
编译Matrix配件代码
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M2
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|S    || Pin7
注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。<br>
+
|-
编译成功后库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。<br>
+
|V    || Pin4
硬件驱动模块位于modules目录下,对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里:https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git <br>
+
|-  
 
+
|G    || Pin6
===运行测试程序===
+
|}
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。<br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
将SD卡重新插入NanoPi 2,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ cd /modules
+
$ insmod matrix_hcsr04.ko
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
运行效果如下:<br>
+
[[File:matrix-ultrasonic_ranger_result.png|frameless|600px|matrix-ultrasonic_ranger_result]]
+
 
+
===代码展示===
+
<syntaxhighlight lang="c">
+
int main(int argc, char ** argv)
+
{
+
    int distance = -1;
+
    int pin = GPIO_PIN(7);
+
 
+
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
+
        printf("Fail to init hcsr04\n");
+
    }
+
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
+
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
    } else {
+
        printf("Faid to get distance\n");
+
    }
+
    Hcsr04DeInit();
+
    return 0;
+
}
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
==与NanoPi连接使用==
+
===准备工作===
+
在NanoPi上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器,参考wiki: [[NanoPi/zh|NanoPi]] & [[How_to_build_the_Compiling_Environment/zh|How to Build the Compiling Environment]]。<br>
+
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。<br>
+
下载NanoPi内核源代码并编译: <br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
+
$ cd linux-4.x.y
+
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
+
$ make nanopi_defconfig
+
$ touch .scmversion
+
$ make
+
</syntaxhighlight>
+
编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下,把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage,重新制作SD卡即可。
+
  
===硬件连接===
+
===连接NanoPi M3===
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi:<br>
+
参考下图连接模块:<br>
[[File:ur&NanoPi.png|frameless|600px|NanoPi+ur]]
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3]]
  
 
连接说明:
 
连接说明:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M3
 
|-
 
|-
|S   || Pin7
+
|S   || Pin7
 
|-
 
|-
|V   || Pin4
+
|V   || Pin4
 
|-  
 
|-  
|G   || Pin6
+
|G   || Pin6
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
进入Matrix代码仓库,切换到nanopi分支
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2]]
$ cd matrix
+
$ git checkout nanopi
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
编译Matrix配件代码
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
</syntaxhighlight>
+
注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。<br>
+
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。<br>
+
 
+
===运行测试程序===
+
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。<br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
将SD卡重新插入NanoPi,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
<syntaxhighlight lang="bash">
+
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
</syntaxhighlight>
+
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件正常连接。
+
 
+
===代码展示===
+
<syntaxhighlight lang="c">
+
int main(int argc, char ** argv)
+
{
+
    int distance = -1;
+
    int pin = GPIO_PIN1;
+
 
+
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
+
        printf("Fail to init hcsr04\n");
+
    }
+
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
+
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
    } else {
+
        printf("Faid to get distance\n");
+
    }
+
    Hcsr04DeInit();
+
    return 0;
+
}
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
==与Tiny4412连接使用==
+
===准备工作===
+
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》,在Tiny4412上运行UbuntuCore系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。<br>
+
注意:只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
  
===硬件连接===
 
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和Tiny4412:<br>
 
[[File:ur&tiny4412.png|frameless|600px|tiny4412+ur]]
 
<br>
 
 
连接说明:
 
连接说明:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || Tiny4412
+
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
|S   || GPIO1 S
+
|S   || Pin15
 
|-
 
|-
|V   || GPIO1  5V
+
|V   || Pin29
 
|-  
 
|-  
|G   || GPIO1 GND
+
|G   || Pin30
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
进入Matrix代码仓库,切换到tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
$ git checkout tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
 
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。
 
  
===运行测试程序===
+
运行测试程序:
将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。<br>
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
$ matrix-ultrasonic_ranger
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
将SD卡重新插入Tiny4412,上电启动,在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
+
运行效果如下:<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ matrix-ultrasonic_ranger
+
The distance is  24 cm
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。
+
将超模波模块的正面对准待测距物体,测距完毕后程序会打印距离值。
  
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger,内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
 
     int distance = -1;
 
     int distance = -1;
 +
    int pin = GPIO_PIN(7);
 +
    int board;
  
     int pin = GPIO_PIN1;
+
     if ((board = boardInit()) < 0) {
 
+
        printf("Fail to init board\n");
 +
        return -1;
 +
    }
 +
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 +
        pin = GPIO_PIN(15);
 +
   
 +
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
 
     if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
 
     if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 +
        goto err;
 
     }
 
     }
 
     if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
 
     if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
         printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
         printf("The distance is %3d cm\n", distance);
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
     }
 
     }
 
     Hcsr04DeInit();
 
     Hcsr04DeInit();
 +
err:
 +
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 +
   
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
API说明参考维基:[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
==与RaspberryPi连接使用==
+
 
+
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 09:11, 10 November 2016

English

1 介绍

Ultrasonic Ranger01
  • 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
  • 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应,主要可以用于测量距离。

2 特性

  • 5V供电
  • 5cm-300cm,精度1cm
  • 单根gpio操作
  • PCB尺寸(mm):20x40

超声波PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G

3 工作原理

  • 经发射器发射出长约6mm,频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收,接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
  • cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距,模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平,该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
matrix Ultrasonic Ranger

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix:

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序:

$ matrix-ultrasonic_ranger

注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下:

The distance is  24 cm

将超模波模块的正面对准待测距物体,测距完毕后程序会打印距离值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger,内容如下:

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
        goto err;
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("The distance is %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
err:
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基:Matrix API reference manual

7 相关资料